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CPO敲门,1.6T光模块迎战:AI机房的光互连战争

概述

AI训练集群把光模块从“网络配件”买成了战略物资:800G刚刚坐稳主力,1.6T(8×200G每通道)已在2026年接棒放量。而2025年3月GTC大会上英伟达发布共封装光学(CPO)交换机Quantum-X Photonics与Spectrum-X Photonics,宣称3.5倍能效、10倍可靠性,2026年起陆续出货——等于绕开整个可插拔光模块产业另起炉灶。本文回答三个问题:1.6T的物理账本怎么算?CPO是真革命还是华尔街故事?光模块江湖的钱和岗位,正在往哪里流?

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一、AI机房为什么把光模块买成战略物资

传统运营商网络里,光模块是个“耗材级”角色:一个10G/25G光口几十美元,坏了换一个, nobody拿它当主角。AI训练集群彻底改写了这个叙事。

一个万卡GPU集群的组网逻辑分两层:机柜内的scale-up(英伟达NVLink、以太网系的UALink),追求极致带宽,铜缆为主;机柜间的scale-out(InfiniBand或以太网Spine-Leaf),跨越机架就必须走光。Spine-Leaf架构决定了端口收敛比之外的另一个乘法关系——一个leaf交换机上行端口的每一根光纤,都对应一收一发两只光模块。以业内常见的高带宽组网比例估算,光模块用量大约是GPU数量的2.5倍到4.5倍,800G均价曾长期维持在数百美元量级,这意味着一个十万卡集群,仅光模块一项就是数亿美元的账单。

更关键的是增速。LightCounting(全球光模块市场最权威的分析机构)多份报告反复强调同一件事:2023年起以太网光模块市场的增长几乎全部由AI数据中心驱动,800G在2024年放量,2025年成为出货主力,1.6T从2025年下半年样品送测、2026年进入规模部署。业内普遍预计,数据中心光模块市场的年复合增速在未来数年将保持在30%以上——这是通信产业链里罕见的“逆周期”板块,当运营商Capex大退潮(本栏目此前写过)时,这条供应链却在加班。

对通信人来说,还有一层更直接的关联:AI集群的跨园区互连(DCI)正在把800ZR/相干可插拔技术从城域网“借”过来,运营商骨干网和AI机房之间的技术边界,正在变模糊。

二、1.6T的物理账本:每通道200G意味着什么

1.6T不是“把800G参数表乘以2”那么简单。它是一场通道速率的代际跨越:从每通道100G(PAM4调制、约53GBaud)跳到每通道200G(PAM4调制、波特率推到100GBaud以上)。

项目 800G(当前主力) 1.6T(2026放量)
通道结构 8×100G 8×200G
单通道波特率 约53GBaud(PAM4) 100GBaud以上(PAM4)
典型封装 OSFP/QSFP-DD OSFP/OSFP-XD
光纤方案 DR8/2×FR4 DR8(MPO多芯连接器)为主
核心光器件 100G EML/硅光 200G EML/硅光/薄膜铌酸锂
模块典型功耗 约14–16W 约20W以上(业界公开口径)
DSP方案 7nm/5nm 1.6T以下DSP 5nm/3nm 200G每通道DSP
商用节奏 2024–2025放量 2026规模部署

这张表的每一行背后都是硬仗:

第一仗是激光器。 100G EML(电吸收调制激光器)产业磨合了五年才做到今天的价格,200G EML在2025年一度传出供不应求,Lumentum、Coherent、三菱、住友几家寡头产能排到几个月开外。国产替代(源杰科技等)在追赶,但高端200G EML仍是卡脖子环节。硅光(硅基光电子)因此吃到了结构性红利——中际旭创、Coherent都在把硅光方案的出货比例往上调,用集成度对冲分立器件的供应风险。

第二仗是DSP。 100GBaud以上的PAM4信号在光纤和封装里劣化严重,DSP要在极低功耗预算下完成均衡、FEC、重定时。Marvell的1.6T PAM4 DSP(Ara系列)与Broadcom的200G每通道DSP方案(据其OFC发布信息)是这一代模块的两大“心脏”供应商。DSP功耗占模块整体功耗的四成以上,业内甚至有个说法:光模块正在变成“披着光外衣的芯片公司”。

第三仗是散热。 OSFP封装尺寸没变大,功耗却涨了三到五瓦,意味着每台1.6T交换机的面板热密度逼近小空调出风口。头部模块厂都在推液冷辅助散热方案,这是光模块工程师十年前完全不需要操心的新技能树。

顺便说一个常被误解的点:英伟达在GB300 NVL72这类机柜级方案里用NVLink铜背板把scale-up做成了“机柜即GPU”,不少分析据此唱衰光模块。事实恰恰相反——铜缆解决的是机柜内,机柜间scale-out的光互连需求没有被替代,1.6T放量的节奏没有因此改变。

三、CPO是什么:英伟达为什么要掀桌子

理解CPO之争,先要理解可插拔光模块的“原罪”:光信号从交换ASIC出发,要走完“ASIC封装→PCB走线→连接器→DSP重定时→驱动器→激光器”这条电子长征路。每通道100G时这条路还走得通,200G每通道后,电信号的可达距离急剧缩短,DSP功耗预算被逼到墙角。

CPO(Co-Packaged Optics,共封装光学)的解法很粗暴:把光引擎直接焊进交换机ASIC的封装,光信号在几毫米内就完成光电转换,跳过整条PCB电子长征路。

flowchart TD
    subgraph S1["可插拔路线:模块独立可换"]
        A["交换ASIC"] --> B["SerDes 200G每通道"]
        B --> C["DSP重定时与均衡"]
        C --> D["驱动器与EML激光器"]
        D --> E["OSFP模块面板"]
        E --> F["MPO光纤跳线"]
    end
    subgraph S2["CPO路线:光引擎焊进封装"]
        G["交换ASIC"] --> H["光引擎共封装"]
        H --> I["外置激光源"]
        I --> J["光纤直出面板"]
    end
    F --> K["对端可插拔模块"]
    J --> L["对端CPO光引擎"]

2025年3月GTC大会上,英伟达官宣两条CPO产品线:Quantum-X Photonics(InfiniBand,115.2Tb/s整机容量、144个800G端口、液冷设计,2026年初起出货)和Spectrum-X Photonics(以太网,SN6810型号102.4Tb/s、128个800G端口,官方口径2026年下半年出货;后续SN6800达409.6Tb/s)。官方公布的对比数据是三条:能效提升3.5倍、信号完整性提升63倍、网络弹性(resiliency)提升10倍。制造端采用台积电COUPE硅光共封装工艺,激光器做成可独立插拔的外置光源(ELS)——坏激光器换激光器,不必换整机,这是对CPO最大软肋的针对性设计。

Broadcom其实更早:51.2T的CPO交换机“Bailly”早在2023年就已发布,据公开披露已在头部云厂商进入部署阶段;2025年6月发布的Tomahawk 6(102.4T,业界首颗200G电通道交换芯片)同步推出CPO版本“Davisson”。

那CPO的代价是什么?三个字:不好修。 可插拔光模块坏了,现场热插拔五分钟解决;CPO的光引擎坏了,轻则整台交换机返厂,重则连带下电一整个POD。运维模式从“备件库+现场换件”变成“整机冗余+快速更换节点”,这对习惯了模块化运维的数据中心来说是一次运维哲学的改写。此外,CPO把模块厂商从交换机BOM里直接抹掉了——利润和生态话语权向芯片厂(英伟达、Broadcom、台积电)集中,这正是整个光模块产业如临大敌的根本原因。

四、可插拔的反击:LPO、LRO与“够用经济学”

可插拔阵营的反击不是情怀,是三张实打实的牌。

第一张牌:LPO/LRO——把DSP请出去或请瘦。 LPO(线性直驱光模块)直接砍掉DSP,靠交换机SerDes的均衡能力硬扛光链路,功耗能降一半左右,延迟更低。2024年起Meta等超大规模用户做过测试评估,业内一度喊出“LPO替代DSP方案”。但每通道200G之后,没有DSP的均衡余量越来越紧,LPO在800G上小规模落地、在1.6T上能否成立仍是开放问题。LRO是折中方案:保留轻量CDR去掉完整DSP,功耗介于两者之间。Omdia、LightCounting的行业共识大致是:CPO对可插拔的替代在2030年前都只会发生在最高端的交换层,绝大多数端口仍是可插拔的天下——够用经济学站在可插拔这边。

第二张牌:生态与运维惯性。 全球存量数据中心里数以千万计的可插拔端口、成熟的多供应商采购模式(同一台交换机可以赛马采购A/B两家模块)、以及现场可维护性,都是CPO短期无法复制的资产。CPO当前只覆盖“新建高端交换层”,而光模块市场的大头在更宽的中间层。

第三张牌:相干下沉。 800ZR等相干可插拔技术把骨干DWDM的能力塞进可插拔封装,让AI集群跨数据中心互连不再需要独立传输设备。这一仗打的是“AI DCI”新市场,光模块厂商借此把边界从“机房内”扩展到“机房间”,反而扩大了地盘。

五、江湖座次:钱被谁赚走了

这一轮AI光互连的财富分配,格局高度集中:

一句话总结产业链话语权:英伟达定节奏,台积电定工艺,Marvell/Broadcom定心脏,中国厂商定成本。 而CPO之争的最终悬念在于——2026年下半年Spectrum-X Photonics实际出货规模如果不及预期,可插拔阵营将再赢得至少两年的窗口期;如果超预期,光模块上市公司的估值逻辑就要重写。截至本文发稿,CPO交换机的实际规模部署进展尚待官方进一步披露。

六、给通信工程师的三句话

第一句:光模块是通信人转进AI产业最近的一扇门。 波分、光器件、光层组网的知识结构,和AI数据中心光互连高度重叠,缺的只是对以太网交换和SerDes的补课。当前这个板块的人才需求集中在测试(高速误码/眼图/温循)、硅光设计和供应链管理三个方向。

第二句:别把CPO当遥远的新闻。 它改写的运维模式(光引擎不可现场热插拔、故障域从模块变成整机)迟早会出现在云厂商的招聘JD里,“CPO运维工程师”可能像当年的“SDN工程师”一样,从笑话变成标配。

第三句:盯住200G EML和200G每通道DSP的供应新闻。 这两样是1.6T放量的真实瓶颈,它们的产能拐点比任何分析师的预测都更早告诉你:光模块的下一轮景气或过剩,何时到来。

结论

1.6T与CPO之争,本质是AI算力对互连功耗预算的极限压榨下,两条技术路线的赛马:CPO用“焊死”换能效,可插拔用“生态”守地盘。从3.5倍能效的官方口径到200G EML的缺货现实,这场战争没有旁观者——运营商背景的工程师、设备商的光通信部门、资本市场的光模块持仓,都会在2026到2027年间被重新定价。唯一确定的是:网络正在成为算力的第二主角,而光,是它唯一的血管。


参考来源

  1. NVIDIA Newsroom — 英伟达2025年3月GTC发布Quantum-X/Spectrum-X Photonics共封装光学交换机官方公告(站内检索“co-packaged optics”可定位原文;本文3.5倍能效、10倍弹性、115.2Tb/s等数据均出自该发布口径)
  2. LightCounting — 光模块市场排名与预测报告的权威机构,本文厂商排名与市场增速引述其公开摘要口径
  3. Broadcom — Tomahawk 6/Davisson CPO与Bailly 51.2T CPO官方发布(站内产品页可查)
  4. Marvell — 1.6T PAM4 DSP(Ara)及200G每通道DSP产品发布
  5. C114通信网 — 中际旭创/新易盛年报数据与国内光模块产业动态的行业报道入口

本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生(微信ID: gprshome201101)维护,聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。

[!tip] 51学通信知识星球 星主:爱卫生(微信:gprshome201101)——公众号「51学通信」创办者,19 年通信行业运维与讲师经验,著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书(各大电商平台有售)。 星球定位:深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域,主打运维岗位与信令分析。 当前规模:5200 篇主题 / 990 个回答,198 元/年。 加入福利:加入星球后请加爱卫生微信,拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题,另有群内分享。 AI 加持:51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy,使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例,做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。

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